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Projecto de Engª Geográfica

Tema A3

Componentes técnicas do Processo de Produção Cartográfica

Planeamento e recepção do vôoApoio fotogramétrico + Triangulação aéreaRestituição fotogramétrica CompletagemEdição cartográfica (geração do MNT e do MNC)Impressão e reprodução

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Componentes Técnicas e a escala de representação

> 1:1,000

Levantamento Topográfico

< 1:1,000 e

> 1:25,000

Apoio Topográfico

Vôo

Restituição Fotogramétrica

Completagem

Edição

Impressão

< 1:25,000

Apoio Topográfico

Cartografia de maior escala

Generalização

Completagem

Edição

Impressão

Imagem Satélite

Restituição monoscópica

Escala de Representação Cartográfica

Levantamento com UAV

Apoio Topográfico

Restituição monoscópica

Completagem

Edição

Impressão

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Fases da produção Cartográfica

Realização do Voo

Apoio de Campo

(Digitalização fotográfica)

Triangulação Aérea

Restituição Fotogramétrica

Completagem

Edição e Impressão

Escala < 1/1,000

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Realização do voo

As normas de execução de um voo fotogramétrico estão definidas no Regulamento Técnico para as Coberturas Aerofotográficas a executar em Portugal (RTCAP)

Este regulamento refere os requisitos técnicos, características de equipamento e processos a utilizar na execução de fotografia aérea destinada a fins cartográficos e fotointerpretativos em geral, englobando-se toda a cartografia temática para avaliação e inventariação de recursos naturais e planeamento.

As especificações são aplicáveis à fotografia pancromática, infra-vermelha, infra-vermelha a cores (falsa cor) e a cor natural, com características métricas e de qualidade adequada a aplicações cartográficas em geral.

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1. REQUISITOS OPERACIONAIS

1.1 Direções de voo

As fiadas deverão ser voadas norte-sul ou este-oeste, com a tolerância de 5 graus em relação à direção cardinal respetiva, salvo se especificada outra direção nas condições especiais.

Especificações técnicas (RTCAP)

A cobertura fotográfica, deverá exceder os limites da zona a cobrir paralelos à direção de voo, em pelo menos 15% da largura da fiada. O primeiro e o último negativos de cada fiada que abranja os limites da área a fotografar deverão cobrir zonas situadas fora dessa área.

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1.2 Sobreposições1.2.1 LongitudinalA sobreposição longitudinal deverá ser, em média, de aproximadamente 60% e qualquer sobreposição inferior a 55% ou superior a 65% constituirá razão suficiente para a rejeição de todas as fotografias dessa fiada.

Especificações técnicas (RTCAP)

1.2.2 Lateral

A sobreposição lateral entre fiadas paralelas e adjacentes da fotografia deve ser, regra geral e em média, salvo se de outro modo especificado nas condições técnicas especiais do projecto:

Em voos acima dos 1500 m e em terreno plano 15% a 30% Em voos abaixo dos 1500 m e em terreno acidentado 15% a 35%

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1.3 Altitude de voo

A altitude de voo acima da cota média do terreno, H, será calculada pela fórmula:

H = f s

f é a distância focal calibrada da câmara aérea e s o denominador da fração representativa da escala fotográfica média pretendida.

Especificações técnicas (RTCAP)

1.4 Época de fotografia

Na latitude de Portugal, a época própria para fotografia aérea destinada a estereorestituição poderá estender-se de princípios de Fevereiro a meados de Novembro (incluindo as Regiões Autónomas). As coberturas fotográficas de zonas densamente arborizadas por espécies de folhagem caduca deverão ser executadas até fins de Abril, sempre que se destinem a fins cartográficos.

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1.5 Altura solar

A altura do sol deve ser de pelo menos 30o, salvo se se tratar de aplicações especiais em que sejam requeridos outros limites mormente para que o ponto de reflexão directa do sol caia fora das fotografias, os quais constarão das condições específicas do projecto em questão.

Especificações técnicas (RTCAP)

1.6 Deriva

A câmara aérea deverá ser orientada durante o voo fotográfico por forma a que os lados da fotografia segundo a linha de voo sejam paralelos ao eixo da fiada dentro de 5 graus (desvio máximo), não devendo, em caso algum, comprometer as tolerâncias especificadas para a sobreposição lateral.

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Realização do voo fotogramétrico

Escala do voo

1:40001:75001:150001:225001:30000

Escala da Carta

1:10001:20001:50001:100001:25000

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A escala do voo é por norma um dado do caderno de encargos.

Em situações não regulamentadas a escala do voo deverá obedecer aos critérios anteriores, contemplando a solução que otimize o compromisso entre a precisão exigida, tempo de execução e custos do projeto.

Um incorreto planeamento do voo poderá ditar desde o primeiro momento o insucesso de um projeto cartográfico.

Planeamento do Voo Fotogramétrico

Planeamento do Voo Fotogramétrico

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Planeamento do Voo Fotogramétrico

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Geometria da Imagem

No processo de produção cartográfico, o apoio de campo (topográfico) e a triangulação aérea têm como principal objetivo a obtenção da posição e orientação da câmara fotográfica no instante da tomada da fotografia.

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Voo com apoio de GPS a bordo

Obtenção das coordenadas do centro de perspectiva da câmara aérea em simultâneo com o registo fotográfico

Facilidade no planeamento do voo e na automatização da realização do voo

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Voo com apoio de GPS a bordo

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(On-The-Fly)

Combined BlockAdjustment)

Voo com apoio de GPS e INS

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Câmara aérea Digital

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Câmara aérea Digital

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A seleção do número de pontos fotogramétricos é função da estratégia adotada para a realização do trabalho garantindo sempre o compromisso de qualidade posicional consentâneo com a escala de representação. O número de pontos fotogramétricos decresce com os seguintes procedimentos:

Apoio de Campo e TA

Apoio total, apoio para triangulação aérea com voo simples,

Apoio para triangulação aérea com voo assistido com GPS,

Apoio para triangulação aérea com voo assistido com GPS e INS.

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Pontos Fotogramétricos

No caso de se realizar um voo simples, haverá pontos de apoio fotogramétrico de campo tridimensionais na periferia da área a triangular, com espaçamento máximo de 1 ponto de 3 em 3 bases fotográficas.

Deverão ser coordenados, de forma independente, 2 pontos fotogramétricos de campo em cada canto da área a triangular.

Apoio de Campo e TA

Leitura e marcação de pontos de triangulação

Em cada fotograma triangulado deverão figurar, pelo menos, 9 pontos coordenados por qualquer dos processos (pontos de apoio fotogramétrico ou pontos determinados por triangulação aérea), 3 em cada lado do fotograma perpendicular à linha de voo e 3 na linha central.

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Os pontos de apoio fotogramétrico deverão ser apoiados na rede geodésica para coordenadas planimétricas e, sempre que possível, na rede de nivelamento de precisão ou alta precisão para coordenadas altimétricas.

Usando o GPS (em modo estático) o recetor base deverá ser sempre estacionado num vértice geodésico e o recetor rover não se deverá afastar mais de 10 a 15 km do recetor base. O tempo de aquisição de dados no recetor móvel não deverá ser inferior a 10 minutos com 6 satélites visíveis na totalidade do tempo de aquisição.

Apoio de Campo e TA

0 100 200 300 400 500

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Geóide Geométrico

Geóide Gravimétrico

Minho

Algarve

On

du

lação

do

geó

ide (

m)

Distância em km

Geóide em Portugal

Perfil Norte – Sul do Geóide

-10 -9 -8 -7 -636

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Modelo do Geóide para Portugal:GeodPT

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Precisão do Apoio de Campo

1 - Os valores das coordenadas planimétricas de pontos fotogramétricos de campo deverão ser determinadas com um e.m.q inferior a 0.04 mm à escala do levantamento. (escala 1000 : 4 cm)

2 - 90% de uma amostra representativa destas coordenadas não deverá ter discrepâncias com pontos de verificação maiores que 0.07 mm à escala do levantamento.

3 - As cotas dos pontos fotogramétricos de campo deverão ter uma discrepância com pontos de verificação menor que 1/10 da equidistância das curvas de nível.

4 - 90% de uma amostra representativa das cotas não deverá ter discrepâncias com pontos de verificação maiores que 1/5 da equidistância das curvas de nível.

Apoio de Campo e TA

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Pontos Fotogramétricos

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Pontos Fotogramétricos

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Pontos Fotogramétricos

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Geometria da Triangulação Aérea

Triangulação Aérea

Objetivo: Reduzir o número de pontos fotogramétricos

Geodésicos

Gráfico de Triangulação

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Restituição Fotogramétrica

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A restituição fotogramétrica estereoscópica tem como objectivo a aquisição de dados tridimensionais georeferenciados e é presentemente efectuada em estações digitais por técnicos com habilitação específica para este fim.

Os dados de entrada são um par de imagens em formato digital, as coordenadas cartográficas dos pontos fotogramétricos e as coordenadas cartográficas dos pontos de trinagulação.

Restituição Fotogramétrica

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DJI Phantom 3 Professional

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Processamento dados UAV

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Processamento dados UAV

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Processamento dados UAV

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Pontos triangulação aérea

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Pontos triangulação aérea

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Pontos triangulação aérea

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Planeamento do voo

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Pontos Fotogramétricos

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Nuvem de pontos

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DSM e Ortoimagem

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DSM vs DTM

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Orto-retificação

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Ortoretificação - Artefactos

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Restituição na Ortoimagem

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Completagem

Após a restituição fotogramétrica os dados adquiridos deverão ser confrontados com a verdade terreno procedendo-se ao seu completamento de campo no qual se validam os dados adquiridos e se introduzem novos elementos não adquiridos. Nesta fase são também recolhidos os topónimos e procede-se á identificação de edifícios e lugares susceptíveis de ser representados nessa escala (Câmara, escolas, institutos, bombeiros, etc.)

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Edição e Impressão

Após o completamento de campo, toda a informação é integrada num único ficheiro procedendo-se á sua edição com o objectivo de produzir o MNT e posteriormente o MNC